Elektronika Praktyczna 7/2004
31
P R O J E K T Y
Spośród wad opi-
sanej w EP1/04 gło-
wicy należy w pierw-
szym rzędzie wymie-
nić brak pokrycia
całego pasma. Jest to
spowodowane
tym,
że mieszacz samo-
drgający jest nieste-
ty dość niestabilny
i kapryśny. Drugą
wadą tamtej głowicy
są szumy, związane
są one wprawdzie odczuwalne
w przypadku silnego sygnału, jed-
nak przy słabszych sygnałach dają
się wyraźnie odczuć.
Głowica opisana w artykule
jest wolna od tych wad. Została
pomyślana jako element odbiorni-
ka o dobrych parametrach tech-
nicznych. Dzięki rezygnacji z mie-
szacza samodrgającego na rzecz
oddzielnej heterodyny i mieszacza
nie następuje oddziaływanie sy-
gnału odbieranego na obwód he-
terodyny, zwiększa się stabilność,
zmniejsza się poziom szumów
oraz uzyskuje się lepszą spraw-
ność przemiany. Następuje także
wyrównanie amplitudy sygnału
heterodyny w całym zakresie
przestrajania, heterodyna odznacza
się większą czystością widmową
a odbieranie z niej części drgań
celem
pomiaru
częstotliwości
sygnału heterodyny jest proste.
Także
ewentualne
wykonanie
układu ARCz nie sprawia trud-
ności. Zastosowano mechaniczne
przestrajanie głowicy za pomocą
trójsekcyjnego kondensatora zmien-
nego o pojemności maksymalnej
3x18 pF pochodzącego z popu-
larnych odbiorników radiowych
z lat osiemdziesiątych np. Amator
Stereo, Faust itp. Dzięki takiemu
rozwiązaniu głowica charakteryzu-
je się dobrą współbieżnością prze-
strajania obwodów, dobrą stabilno-
ścią częstotliwości (brak wpływu
napięcia przestrajającego warikapy)
oraz mniejszymi szumami.
Prezentowana głowica, jako sa-
modzielny zespół, może posłużyć
jako element dowolnego tunera
pokrywającego pełne pasmo górne-
go UKF od 88 MHz do 108 MHz
(rozważam opracowanie hybrydo-
wego tunera UKF), można ją rów-
nież wykorzystać do łatwego prze-
strojenia odbiornika lampowego
– poprzez wymianę głowicy – co
pozwoli na zachowanie lampowe-
go charakteru całej konstrukcji.
Opis budowy i działania
Głowica będąca przedmiotem
niniejszego artykułu zbudowana
jest z trzech niezależnych bloków:
– wzmacniacza w.cz.,
– mieszacza,
– heterodyny.
Schemat elektryczny głowi-
cy pokazano na
rys. 1. Sygnał
wejściowy wielkiej częstotliwości
(w.cz.) z anteny zostaje podany
do obwodu wejściowego. Przestra-
jany obwód wejściowy (La, C1,
C2, C3) jest sprzężony z anteną
autotransformatorowo poprzez od-
czep na cewce La. W triodowym
wzmacniaczu w.cz. pracuje „po-
łówka” lampy L1 E188CC (ECC88)
w układzie wspólnej katody.
Układ ten charakteryzuje się dużą
impedancją wejściową i dużym
wzmocnieniem, co powoduje, że
Lampowa głowica
UKF ze strojeniem
pojemnościowym
Po publikacji artykułu
o lampowym tunerze FM
(EP1 i 2/04) nastąpiła żywa
dyskusja: szczególnie dużej
krytyce poddano głowicę FM,
w następnej zaś kolejności
detektor i dekoder stereo.
Alternatywne rozwiązanie głowicy
FM przedstawiamy w artykule.
Rekomendacje: opracowanie
polecamy szczególnie fanom
rozwiązań lampowych, których
– jak się okazuje – jest
bardzo wielu wśród naszych
Czytelników.
Elektronika Praktyczna 7/2004
Lampowa głowica UKF ze strojeniem pojemnościowym
32
Lampowa głowica UKF ze strojeniem pojemnościowym
Elektronika Praktyczna 7/2004
33
przy znacznej pojemności C
sa
(siat-
ka-anoda) może być niestabilny,
co pociąga za sobą konieczność
neutralizacji – pojemność C
n
. Jed-
nak ze względu na mały wpływ
na obwody wejściowe ten układ
został wybrany przez autora. Ob-
ciążenie wzmacniacza stanowi
przestrajany obwód rezonansowy
(Lb, C6, C7, C8).
Wzmocniony sygnał w.cz. zo-
staje podany poprzez pojemność
sprzęgającą C5 na siatkę triodo-
wego mieszacza wykonanego na
pierwszej „połówce” lampy L2
E188CC (ECC88). Do tej samej
siatki jest doprowadzony również
poprzez pojemność C10 sygnał
heterodyny. Mamy więc układ
mieszacza sumacyjnego. Miesza-
czom tym stawia się wiele wyma-
gań. Ponieważ jest bardzo trudno
uzyskać duże wzmocnienie we
wzmacniaczu w.cz. głównie ze
względu na stabilność, mieszacz
powinien
się
charakteryzować
dużym wzmocnieniem przy jak
najmniejszych szumach. Ponieważ
zwiększenie napięcia heterodyny
powoduje wzrost wzmocnienia
przemiany i zarazem wzrost szu-
mów, należy dobrać takie sprzęże-
nie heterodyny z mieszaczem (po-
jemność C10), aby uzyskać duże
wzmocnienie przy dostatecznie
małym szumach.
Obciążenie mieszacza stanowi
filtr pośredniej częstotliwości (Ld,
C11, Le) dostrojony do częstotli-
wości pośredniej (p.cz.) 10,7 MHz.
Do wyjścia głowicy sygnał p.cz.
zostaje wyprowadzony poprzez
sprzężenie transformatorowe (Ld,
Le) filtru Fp.
Heterodyna została wykonana
w układzie Hartleya na drugiej
„połówce” lampy L2 E188CC
(ECC88).
Obwód
rezonansowy
stanowi cewka Lc i kondensatory
C12, C13, C14. Taka heterodyna
charakteryzuje się – jak na układ
lampowy – bardzo dobrą stabil-
nością dzięki: dużej sztywności
konstrukcji mechanicznej zapobie-
gającej odkształceniom, zastosowa-
niem elementów o dobrej jakości
i małej stratności (cewka z rdze-
niem aluminiowym, kondensato-
ry ceramiczne wysokiej jakości),
a także zminimalizowaniem liczby
użytych elementów.
Opis budowy mechanicznej
i elektrycznej
Obudowę głowicy wykonano
z płytek jednostronnego laminatu
szklano-epoksydowego, polutowa-
nych od środka obudowy. Obudo-
wa ma kształt prostopadłościanu
o szerokości 60 mm, długości
85 mm i wysokości 30 mm. Taka
konstrukcja, dzięki swojej prosto-
cie, umożliwia łatwe wykonanie
obudowy w warunkach domowych,
zapewniając jednocześnie dobre pa-
rametry techniczne i mechaniczne,
dużą podatność na modyfika-
cję oraz estetykę wykonania. Do
obudowy przykręcono podstawki
lampowe, kondensator zmienny,
kołki lutownicze. Przylutowano
kondensatory przepustowe, trymery,
przepusty ceramiczne, cewki oraz
pozostałe elementy przyłączane do
masy układu. Montaż elektryczny
wykonano jako przestrzenny za
pomocą drutu srebrzonego, zacho-
wując zasadę jak najkrótszych po-
łączeń. Ekrany wewnętrzne E lamp
(
rys. 2) należy połączyć z masą.
Cewki obwodów rezonansowych
i filtru p.cz. wykonano zgodnie
z poniższym opisem:
La – 3,5 zwoju drutu srebrzo-
nego o średnicy 0,8 mm na kar-
kasie o średnicy 7 mm (5 mm),
długość uzwojenia około 10 mm,
odczep 1 zwój od strony masy,
rdzeń ferromagnetyczny.
Lb – 3,5 zwoju drutu srebrzo-
nego o średnicy 0,8 mm na kar-
kasie o średnicy 7 mm (5 mm),
Rys. 1. Schemat elektryczny głowicy
Elektronika Praktyczna 7/2004
Lampowa głowica UKF ze strojeniem pojemnościowym
32
Lampowa głowica UKF ze strojeniem pojemnościowym
Elektronika Praktyczna 7/2004
33
długość uzwojenia około 10 mm,
rdzeń ferromagnetyczny.
Lc – 3,5 zwoju drutu srebrzone-
go o średnicy 0,8 mm na karkasie
o średnicy 7 mm (5 mm), długość
uzwojenia około 10 mm, rdzeń alu-
miniowy. Odczep po 1,5 zwoju licząc
od końcówki połączonej z masą.
Do nawinięcia tych cewek
użyto karkasów i rdzeni od ob-
wodów wzmacniacza w.cz. i he-
terodyny głowic odbiorników z lat
osiemdziesiątych i dziewięćdzie-
siątych produkcji zakładów Diora
z Dzierżoniowa. Karkasy mają
średnicę 5 mm i takie mogą być
wykorzystane w naszej głowicy
po doświadczalnej korekcji długo-
ści uzwojenia. Autor zastosował
dodatkowe nakładki zwiększające
średnicę karkasu do 7 mm, co
wpłynęło między innymi na wy-
godę montażu.
Ld – 20 zwojów drutu mie-
dzianego w emalii o średnicy
0,1 mm na karkasie o średnicy
5 mm, nawiniętych zwój przy
zwoju na rdzeń ferromagnetyczny
pochodzący z obwodu p.cz. głowi-
cy, o której była mowa powyżej.
Le – 5 zwojów drutu j.w. nawinię-
tych na cewce Ld zwój przy zwoju.
Jako cewki Le i Ld można
zastosować gotowy obwód p.cz.
z głowic UKF.
Aby zapewnić większą stabilność
heterodyny, rezystory R3, R4, R5,
które wydzielają dużo ciepła, za-
montowano na zewnątrz obudowy.
Montaż, uruchomienie
i strojenie
Montaż i uruchomienie nale-
ży rozpocząć od heterodyny. Po
wykonaniu jej montażu, spraw-
dzeniu połączeń, ustaleniu po-
łożeniu rdzenia wewnątrz cewki
Lc, możemy przystąpić do pod-
łączenia napięcia żarzenia 6,3 V
i napięcia anodowego 150 V. Po
kilkudziesięciu sekundach lampa
powinna się żarzyć, a napięcie za
rezystorem R4 powinno wynosić
około 80 V. Przystępujemy teraz
do ustalenia zakresu przestrajania
heterodyny, który powinien wyno-
sić od 98,7 MHz do 118,7 MHz,
po uwzględnieniu marginesu około
1 MHz ustalamy zakres przestraja-
nia na 98...120 MHz. Do wykona-
nia tego strojenia niezbędny jest
miernik częstotliwości lub skala
cyfrowa wymontowana np. z od-
biornika samochodowego (w przy-
padku skali ustalamy zakres na
ok. 87...109 MHz, gdyż skala
odejmuje od wartości mierzonej
wartość 10,7 MHz). Sprzężenie
miernika częstotliwości z heterody-
ną uzyskuje się poprzez zbliżenie
przewodu połączonego z wejściem
miernika do cewki heterodyny.
Dolną częstotliwość ustalamy
rdzeniem cewki Lc, a górną za
pomocą trymera C13 (w przypadku
trudności korygujemy wartość kon-
densatora C14, ściskamy lub rozcią-
gamy cewkę Lc). Czynności powta-
rzamy kilkakrotnie aż do osiągnię-
cia pożądanego rezultatu. Jeżeli nie
posiadamy miernika częstotliwości,
to możemy jedynie stwierdzić pra-
cę heterodyny, która w trakcie jej
przestrajania, pracując w bardzo
bliskiej odległości uruchomionego
odbiornika telewizyjnego lub radio-
wego, na zakresie UKF powinna
powodować zakłócenia.
Następnie przystępujemy do
montażu mieszacza. Czynności
wstępne wykonujemy jak w przy-
padku heterodyny. Kondensator
C10 może stanowić odcinek 2
skręconych lub blisko siebie po-
łożonych przewodów. Odcinek
ten ma długość około 2...3 cm.
Napięcie za rezystorem R5 po-
winno wynosić około 140 V. Do
wyjścia głowicy podłączamy wej-
ście wzmacniacza p.cz. dowolnego
odbiornika z zakresem UKF, a do
cewki Lb poprzez pojemność kilku
pF antenę w postaci odcinka dru-
tu o długości około 80 cm. Jeżeli
wszystko jest poprawnie zmonto-
wane, kręcąc kondensatorem po-
winniśmy odebrać lokalne stacje
UKF. Staramy się wstępnie zestro-
ić obwód filtru p.cz. i cewkę Lb
na maksimum sygnału. Należy tu
wspomnieć, że cewka filtru p.cz.
stroi się bardzo ostro.
Po wykonaniu powyższych czyn-
ności przystępujemy do montażu
wzmacniacza w.cz. Czynności wstęp-
ne j.w. Napięcie za rezystorem R2
powinno wynosić około 140 V.
Teraz czeka nas najtrudniej-
sze zadanie – końcowe zestroje-
nie głowicy. Podłączenia głowicy
są takie jak poprzednio z tym
zastrzeżeniem, że antenę podłą-
czamy bezpośrednio do wejścia
(do odczepu cewki La). Podczas
tego etapu dążymy do uzyskania
maksymalnej czułości, zachowując
jak najlepszą współbieżność ob-
wodów przestrajanych trójsekcyj-
nym kondensatorem. Oznacza to,
że w całym zakresie przestrajania
różnica pomiędzy częstotliwością
heterodyny a częstotliwością re-
zonansową obwodów wzmacniacza
w.cz. powinna się możliwie ideal-
nie równać częstotliwości pośred-
niej. Przy zestrajaniu głowic UKF
dokonuje się tzw. zestrajania dwu-
punktowego i my też takie stroje-
nie musimy wykonać (
rys. 3).
Obwód heterodyny mamy już
zestrojony (może wymagać jedy-
nie lekkiej korekty), stroimy więc
obwody wzmacniacza w.cz. (na
maksimum sygnału). Dolną czę-
stotliwość ustalamy rdzeniami ce-
WYKAZ ELEMENTÓW
Rezystory
R1: 200V
R2: 4,3kV/0,5W
R3, R4: 1kV/0,5W
R5: 8,2kV/1W
R6: 2,4kV
R7: 24kV
Kondensatory
C1, C6, C12: agregat kondensa-
torowy trójsekcyjny 3x18pF
Cp: kondensatory przepustowe
1...2nF/250...400V np. 1,5nF/400V
C2, C7, C13: trymery 2...7pF
C3, C8: 8,2pF
C4, C9, C15: 1nF
C5: dobrać
C10: według opisu
C11: 120pF
C14: 20pF
Lampy
L1, L2: ECC88 lub lepsze E188CC,
E88CC
Różne
2 podstawki typu noval
Cewki wg opisu
Rys. 2. Cokół lamp E188C/ECC88
Elektronika Praktyczna 7/2004
Lampowa głowica UKF ze strojeniem pojemnościowym
34
wek La i Lb, a górną za pomocą
trymerów C2, C7 (w przypadku
trudności korygujemy wartość kon-
densatorów C13, C8, ściskamy lub
rozciągamy cewki La i Lb).
Czynności powtarzamy kilka-
krotnie, aż do osiągnięcia pożą-
danego rezultatu. Zasada strojenia
trymerem w pobliżu najwyższej
częstotliwości wynika z faktu, że
pojemność trymerów jest porów-
nywalna z minimalną pojemno-
ścią kondensatorów zmiennych,
a znacznie mniejsza od ich po-
jemności maksymalnych. Dlatego
zmiany
pojemności
trymerów
w pobliżu najwyższej częstotliwo-
ści pozwalają na znaczne prze-
strajanie obwodów, podczas gdy
przy najniższych częstotliwościach
ich wpływ jest mały. W celu
poprawienia współbieżności stroje-
nia można jeszcze przeprowadzać
korektę poprzez doginanie lub
odginanie zewnętrznych płytek
kondensatora trójsekcyjnego.
Podczas strojenia mogą się po-
jawić trudności ze stabilnością
wzmacniacza w.cz. Możemy temu
zaradzić poprzez zmniejszenie sprzę-
żenia (kondensator C5) anody lampy
L1 z obwodem Lb, C6, C7, C8.
Przeprowadzenie
procedury
strojenia według podanego algo-
rytmu powinno doprowadzić do
uzyskania wyrównanej czułości
głowicy w całym zakresie odbie-
ranych częstotliwości.
Uwagi końcowe
Wykonana przez autora głowica
pracuje w hybrydowym stereofo-
nicznym tunerze UKF, zastępując
dotychczas używaną głowicę po-
chodzącą z samochodowego od-
biornika wysokiej klasy. Uzyskane
rezultaty w pełni potwierdzają
zasadność budowy głowicy lam-
powej, gdyż charakteryzuje ją bar-
dzo dobra czułość i niskie szumy
własne, przy dużej odporności na
silne sygnały. Przy zastosowaniu
jako anteny odcinka przewodu
o długości 80cm udało się ode-
brać około 40 stacji, co jak na
warunki aglomeracji jest wynikiem
bardzo dobrym. Oczywiście są
i minusy tego rozwiązania: duże
ilości ciepła wydzielane przez
układ, kłopotliwe zasilanie.
Reasumując,
należy
jednak
stwierdzić, że ze względu na brak
powtarzalności każda głowica wyko-
nana według przedstawionego opisu
będzie wymagała indywidualnego
podejścia konstruktora. Powyższy
opis należy traktować jako ogólny
„przepis” na wykonanie głowicy
UKF, każdy bowiem musi uwzględ-
nić własne uwarunkowania.
Stanisław Maleczek
Wzory płytek drukowanych w forma-
cie PDF są dostępne w Internecie pod
adresem:
pcb.ep.com.pl oraz na płycie
CD-EP7/2004B w katalogu
PCB.
Rys. 3. Punkty przyjęte w modelu
jako referencyjne dla strojenia dwu-
punktowego